Plano de Teste · 2007. 12. 16. · plano de trabalho encontra-se no apêndice A.1, uma descri¸cão pormenorizada no apêndice A.2 e uma lista exaustiva dos equipamentos necessários

Plano de Teste

Campanha RADAR’06

Versão 1.1 - 28 de Junho de 2006

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TITULO: RADAR’06 - Sea TrialPERIODO: 2-15 de Julho de 2006PORTO DE ORIGEM: BNL - Lisboa

OFICIAL RESPONSÁVEL: Ten. Lúıs Quaresma (OR)

RESPONSÁVEL CIENTIFICO: Sérgio M. Jesus (RC)

COORDENADOR TÉCNICO: Lúıs Quaresma (CT)

SUBMITTED:S.JESUS date:J.ONOFRE date:

APROVAÇÃO DO PLANO:

DIRECTOR TÉCNICO IH date:

LISTA DE DISTRIBUIÇÃO:CINTAL/UALG: S. Jesus ([email protected])

C. Soares ([email protected])F. Zabel ([email protected])C. Martins ([email protected])N. Martins ([email protected])

IH: L. Quaresma(outros a designar)

NRP AURIGA Ten. Silva Barata ([email protected])

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1 IDENTIFICAÇÃO

1.1 Projecto RADAR1.2 Nome da campanha RADAR’06 - Sea Trial1.3 Responsável Cient́ıfico Sérgio M. Jesus1.4 Coordenador Técnico Lúıs Quaresma1.5 Datas 2-15 Julho 20061.7 Zona W do Porto da Nazaré

009◦ 40.2’ W, 39◦ 39’ N - 009◦ 40.2’ W, 40◦ N009◦ 9’ W, 40◦ N - 009◦ 9’ W, 39◦ 39’ N

1.8 Navios Participantes NRP Auriga (IH)1.9 Outras unidades envolvidas Nenhuma1.10 Porto de embarque BNL1.11 Porto de desembarque BNL1.12 Outros Portos Figueira da Foz (FDF)1.13 Avisos à navegação A submeter pelo IH às autoridades maŕıtimas.

2 OBJECTIVOS E RELEVÂNCIA

A campanha RADAR’06 enquadra-se nos objectivos gerais do projecto RADAR (contratoFCT POCTI/CTA/47719/2002) a saber,

1. teste de engenharia de uma rede de bóias acústico-oceanográficas ligeiras (AOBs)desenvolvidas no âmbito do projecto;

2. adquirir dados acústicos que permitam testar no mar um sistema integrado de to-mografia acústica para “Rapid Environmental Assessment (REA)”;

3. adquirir dados ambientais da coluna de água, do fundo marinho e meteorológicosantes, durante e depois a aquisição de dados acústicos que permitam validar osresultados de inversão e com eles permitir a assimilação com vista à REA.

Em particular a campanha RADAR’06 enquadra-se na tarefa 3 do projecto RADARe na aquisição de dados de transmissão acústica, dados concorrentes oceanográficos, parasuportar nomeadamente as tarefas 1 e 4. do Anexo Técnico do projecto.

3 DESCRIÇÃO DAS OPERAÇÕES

3.1 Principais recursos utilizados

Os principais recursos utilizados nesta campanha são:

A bordo da NRP Auriga (IH)

3

2 bóias AOB2Fonte acústica Lubell 1424HPEquipamento Wireless LanCTDCadeias de termistoresADCPs

3.2 Campanha de teste

Esta campanha terá lugar na plataforma continental a norte do canhão submarino daNazaré. A área mı́nima de actividade será uma região de 30 x 20 milhas com profundidadescompreendidas entre 90 e 200 m, englobando zonas de batimetria constante (N - S) e debatimetria variável (E - W). Estima-se um tempo de navegação de cerca de 10 horas entrea BNL e a zona de trabalho.

Na zona de trabalho, serão operados os equipamentos de emissão e recepção acústicaseja alternadamente seja em conjunto. Os sistemas de recepção acústica AOB serãolançados na sua configuração “free-drifting”. Tomar-se-ão todas as precauções para nãoperder a localização das bóias durante a operação. Simultaneamente com as medidasacústicas serão efectuadas medidas de validação e caracterização oceanográfica através deCTD e/ou CTD ligeiro hydronaut. Os equipamentos de medida ancorados serão instaladosno ińıcio da campanha e recolhidos no final.

Todo o equipamento envolvido será recolhido logo que as condições de mar não per-mitam a sua operação em seguraça. Distâncias mı́nimas entre o navio e os equipamentosserão mantidas de forma a respeitar as normas de segurança (ver apêndices C e D). Umplano de trabalho encontra-se no apêndice A.1, uma descrição pormenorizada no apêndiceA.2 e uma lista exaustiva dos equipamentos necessários pode ser consultada na secção 4.Alterações a este plano poderão ser feitas pelo RC, depois de consultados o OR e os outrosparceiros envolvidos.

3.3 Movimento de navios

Um plano detalhado do movimento de navios é apresentado no apêndice A.1.

4 EQUIPAMENTOS NECESSÁRIOS

4.1 IH

1. grua lateral para lançamento das AOBs,

2. pórtico/grua lateral para manobra e reboque da fonte acústica

3. CTD,

4. cadeias de termistores.

4

4.2 CINTAL

1. sistema ligeiro de aquisição AOB2-001 (8 hid.),

2. sistema ligeiro de aquisição AOB2-002 (16 hid.),

3. GPS autónomo e antena Wlan (a instalar na NRP Auriga),

4. sistema de monitorização de dados AOB em rede,

5. sistema integrado de processamento de dados online (tentativa).

6. fonte acústica Lubell 1424HP, respectivo amplificador de potência e cabo 50m.

7. gerador de sinais programável e sincronizável por tempo GPS.

5 PESSOAL ENVOLVIDO

IH Lúıs Quaresma(outros a designar)

CINTAL Sérgio JesusCristiano SoaresNelson MArtinsFred ZabelCelestino Martins

6 RECOLHA DE DADOS E RESPONSABILIDADES NO MAR

As responsabilidades de recolha de dados e de operação de equipamentos a bordo do NRPAuriga, durante a campanha RADAR’06 estão assim distribuidas:IH:

• manobra de colocação e recuperação das bóias AOB e da fonte acústica.

• instalação das cadeias de termistores

• operação do CTD / Hydronaut

• todas as medidas ambientais e meteorológicas

• SST

• batimetria

• correntómetros

CINTAL:

• supervisão da aquisição de dados acústicos,

• inversão de dados acústicos on-line (tentativa).

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7 ANÁLISE DE DADOS E RELATÓRIOS

Os dados registados durante esta campanha servirão para suporte das tarefas do projectoRADAR designado nos objectivos e relevância. A sua salvaguarda e processamento pre-liminar será da responsabilidade do CINTAL como entidade coordenadora do projecto, efará objecto de um relatório global a publicar até três meses depois do fim da campanha.A análise detalhada dos restantes dados será da responsabilidade de cada instituição par-ticipante de acordo com as tarefas e responsabilidades estabelecidas no Anexo Técnico doprojecto RADAR e nas responsabilidades determinadas no presente Plano de Teste.

8 DETALHES ADMINISTRATIVOS

• Pre-sail briefings:– 20 Junho 2006: no IH

• Debriefing (tentativa):– 9 Julho 2006: a bordo da NRP Auriga (tbd)

9 TRANSPORTE

Cada instituição será responsável pelo transporte dos equipamentos assim como viagense acomodação dos seus participantes.

10 PROCEDIMENTOS DE SEGURANÇA

Os procedimentos para uma manipulação em segurança das AOBs, da fonte acústica edemais equipamento operado a partir da NRP Auriga serão publicados pelas respectivasinstituições responsáveis (ver secção 6). Os apêndices C e D contêm notas explicativas eprecauções a ter na manipulação e operação respectivamente das AOBs e da fonte acústica.

6

A Movimentos de navios e Eventos

A.1 Cronologia diária durante a campanha

Este é um plano ideal de cronologia dos trabalhos a efectuar durante a campanha, nocaso do tempo e do estado do mar o permitirem. Desvios desta cronologia podem serfeitos pelo RC de acordo com os participantes envolvidos. A posição para o lançamentodas AOBs deverá ser efectuada dentro da zona de trabalho tendo em conta a sua derivaprev́ısivel durante o tempo de operação (normalmente 8-10 horas). A distância entreelas deverá ser idealmente da ordem dos 2 - 3 kms mantendo o navio uma distânciamáxima de cada uma delas de 8 kms. Tendo em conta a observação de ondas internas,fenómeno frequente na zona, poderá ser interessante colocar as AOB’s seja orientadasperpendicularmente seja paralelamente à frente de onda previśıvel. As distâncias entreas AOBs e o navio nunca deverão colocar em risco a sua perda e nomeadamente em casode existência de outras embarcações na zona e/ou redes de pesca e/ou fundeamentos deequipamento oceanográfico (ver figura 1).

Fig. 1: Área de trabalho durante a campanha RADAR’06 com a área ideal de trabalhopara as AOBs.

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O mapa da figura 2 mostra uma carta de sedimentos na zona de trabalho com asposições dos fundeamentos do equipamento ocenográfico previsto no âmbito do projectoSPOTIWAVE.

X

X

X

F1

F3

F2

Fig. 2: Carta de sedimentos da área de trabalho com a posição dos fundeamentos doequipamento oceanográfico.

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01 JUL 06

embarque do equipamento e pessoal a bordo do NRPAuriga na BNL.

02 JUL 06

sáıda da BNL rumo à Figueira da Foz (FDF).

03 JUL 06

04:30 partida para a zona de trabalho.06:30 fundeamento dos equipamentos fixos de oceanografia

F1: CORSED + 1 TC + RCM9: 39.77508 N - 009.11677 W (prof. 57m)F2: ADCP 600 kHz + 1 TC + RCM9: 40.18418 N - 008.95301 W (prof. 33m)F3: ADCP 600 kHz + 1 TC + RCM9: 39.80666 N - 009.06075 W (prof. 31m)

16:00 regresso à FDF

04 JUL 06

04:30 partida para a zona de trabalho06:30 perfil CTD; CTD a intervalos de duas horas07:00 lançamento das AOBs separadas de cerca de 2 km08:30 lançamento da fonte acústica.09:00 testes de transmissão acústica entre a fonte e as AOBs.

monitorização de dados e posição das bóias.10:00 ińıcio do Evento I.17:00 fim Evento I.

recuperação da fonte acústica.17:30 recuperação das AOBs20:00 entrada na FDF.

05 JUL 06

04:30 partida para a zona de trabalho.06:30 perfil CTD; perfis de duas em duas horas.07:00 lançamento das AOBs08:00 ińıcio do Evento II: aquisição de rúıdo.

eventual recuperação das AOBs e reposicionamento a meio do Evento16:00 fim Evento II.16:30 recuperação das AOBs17:30 regresso à FDF.19:30 entrada na FDF.

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06 JUL 06

04:30 partida para a zona de trabalho.06:30 perfil CTD; perfis de duas em duas horas.07:00 lançamento das AOBs08:00 lançamento da fonte acústica.08:30 ińıcio do Evento III.17:00 fim Evento III.17:30 tecuperação da fonte acústica.18:00 recuperação das AOBs19:00 regresso à FDF.21:00 entrada na FDF.

07 JUL 06

04:30 partida para a zona de trabalho.06:30 perfil CTD; perfis de duas em duas horas.07:00 lançamento das AOBs08:00 lançamento da fonte acústica.08:30 ińıcio do Evento V.15:00 fim Evento V.

recuperação da fonte acústica.15:30 recuperação das AOBs16:30 regresso à FDF.18:30 entrada na FDF.

11 JUL 06

04:30 partida para a zona de trabalho.06:30 perfil CTD; perfis de duas em duas horas.07:00 lançamento das AOBs08:00 lançamento da fonte acústica.08:30 ińıcio do Evento IV.19:30 fim Evento IV

recuperação da fonte acústica.20:00 recuperação das AOBs21:00 regresso à FDF23:00 entrada na FDF.

15 JUL 06

TBD entrada na BNL.

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A.2 Descrição dos Eventos da campanha de teste RADAR’06

Durante os Eventos I e VI a NRP Auriga emitirá sinais acústicos através da fonte acústicae monitorizará via wireless lan os sinais acústicos captados pelo hidrófones das AOBs.Durante o Evento VII será utilizado o rúıdo próprio do navio e/ou rúıdo ambiente para ainversão acústica.

EVENTO I

Teste de tomografia dependente e independente da distância.

1. Transmissões: código A.

2. Geometria e movimentos do navio (fig. 3):

3. Parte 1: as AOBs são lançadas ao longo de uma batimétrica constante N - S, acerca de 2 kms uma da outra. O NRP Auriga parte com a fonte na água a 15m de profundidade e em modo de transmissão, de cerca de 200 m da última AOBlançada ao longo da mesma linha de batimetria afastando-se das AOBs a cerca de1 nó de velocidade. Ao fim de 1 hora faz uma estação de 1 hora. Em seguidainicia um percurso de mais uma hora a 1 nó sempre no sentido de afastamento dasAOBs. Depois inicia a recuperação de uma linha de batimetria constante com asAOBs de acordo com a deriva destas. Faz mais estações e derivas tentando manteruma linha de transmissão de batimetria constante com as AOBs. Efectua CTD’speriodicamente.

Fig. 3: geometria durante o evento I.

4. Parte 2: recupera-se uma AOB e volta-se a lançar de forma a que as duas seencontrem ao longo de uma batimétrica variável E - O, a cerca de 2 kms uma daoutra. O NRP Auriga parte com a fonte na água a 15 m de profundidade e em modode transmissão, de cerca de 200 m da última AOB lançada ao longo da mesma linhade batimetrica variável afastando-se das AOBs a cerca de 1 nó de velocidade. Ao

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fim de 1 hora faz uma estação de 1 hora. Em seguida inicia um percurso de maisuma hora a 1 nó sempre no sentido de afastamento das AOBs. Depois inicia arecuperação de uma linha de batimetria constante com as AOBs de acordo com aderiva destas. Faz mais estações e derivas tentando manter uma linha de transmissãode batimetria constante com as AOBs. Efectua CTD’s periodicamente.

EVENTO II

Teste de tomografia passiva.

1. Transmissões: rúıdo de navio e de superf́ıcie.

2. Geometria e movimentos do navio (fig. 4): As AOBs são lançadas numa zonaem que seja expectável a captação de rúıdo de navio, seja próximo de uma sáıdade porto seja junto a linhas de tráfego. Caso isso não seja posśıvel utilizar-se-á aNRP Auriga como fonte de rúıdo. A geometria entre as AOBs e as fontes de rúıdoé indiferente mas deverá situar-se a uma distância não superior a 5km. Caso aNRP Auriga seja utilizada como fonte de rúıdo deverá ser contemplado um cenárioindependente da distância e outro dependente da distância. A velocidade da NRPAuriga deverá ser tal de modo a gerar a maior quantidade de rúıdo posśıvel passandopor exemplo junto às AOB e entre uma e a outra à máxima velocidade.

Fig. 4: geometria durante o evento II.

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EVENTO III

Teste de REA com uma rede de bóias acústicas.


2. Geometria e movimentos do navio (fig. 5): As AOBs são lançadas na área detrabalho a cerca de 3 kms uma da outra. O NRP Auriga parte com a fonte na águaa 15 m de profundidade e em modo de transmissão, de cerca de 200 m da últimaAOB lançada ao afastando-se das AOBs a cerca de 1 nó de velocidade. Tomandocomo referencia o ponto central da linha imaginária que une as duas AOBs a NRPAuriga deverá efectuar uma trajectória em circuferência com cerca de 5 km de raioem torno às AOBs a um a velocidade entre 1 e 2 nós e fazendo estação de hora ahora e efectuando CTD’s periodicamente.

Fig. 5: geometria durante o evento III: REA com uma rede de bóias acústicas.

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EVENTO IV

Caracterização da assinatura acústica de ondas internas.


2. Geometria e movimentos do navio (fig. 6): As AOBs são lançadas na áreade trabalho a cerca de 2 kms uma da outra, numa zona de prev́ısivel actividade deondas internas, de acordo com observações anteriores ou de imagens SAR. A NRPAuriga coloca-se em estação com a fonte na água a 15 m de profundidade e em modode transmissão, posicionando-se de tal modo que a linha de transmissão acústica sejaora paralela ora perpendicular à prevista frente de onda interna (previsão satélite).A distância de propagação entre a fonte e as AOBs será variável desde algumascentenas de metros até alguns kms. Cada estação deverá observar pelo menos umpeŕıodo de maré de forma a registar a passagem da posśıvel onda interna.

Fig. 6: geometria durante o evento IV: caracterização das ondas internas.

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EVENTO V

Teste de comunicações acústicas submarinas e navegação.

1. Transmissões: código B.

2. Geometria e movimentos do navio (fig. 7): As AOBs são lançadas na áreade trabalho em posição indiferente a cerca de 2 kms uma da outra. A NRP Aurigacoloca a fonte na água a 15 m de profundidade e continuando a transmitir, executauma trajectória de meio semi-ćırculo em torno das AOBs a uma distância aproxi-mada de 3 kms executando em seguida uma manobra de atravessamento entre asduas AOBs e continuando no segundo semi-ćırculo e atravessando de novo entreas duas AOBs em direção contrária. Durante esta trajectória a NRP Auriga faráestações de transmissão CTDs de 2 em duas horas.

Fig. 7: geometria durante o evento V: comunicações acústicas.

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B Sinais acústicos emitidos

B.1 Lista de sinais de banda largaCÓDIGO A

Multitones e LFMs em duas bandas de frequência, sendo a banda baixa principalmentepara REA e a banda alta para teste de localização MFP, sonar activo e navegação acústicasubmarina. A duração total da sequência de sinais a emitir é de 3 minutos sendo que ataxa de repetição pode ser 5 minutos ou em emissão cont́ınua.

Tempo Tipo Duração Ińıcio-fim Banda Taxa de rep.(s) T (s) Freq. (Hz) (Hz) (s)0 LFM-Up 1 1000-1300 300 -1 Multitones 48 400-1000 600 -49 blank 2 - - -50 LFM-Up 1 400-1000 600 198 blank 2 - - -100 LFM-Up 1 1300-1600 300 -101 Multitones 48 1600-3500 1900 -149 blank 2 - - -151 LFM-Up 0.5 1600-3500 1900 0.5176 blank 4 - - -180 end

B.2 Lista de sinais de comunicaçõesCÓDIGO B

Sequência de dados modulados em BPSK do tipo daquela usada no MakaiEx centradaem 6 kHz com uma largura de banda de 3 kHz. A duração total da sequência de sinais aemitir é de 120 segundos a emitir em cont́ınuo.

Tempo Tipo Duração Ińıcio-fim Banda Taxa de rep.(s) T (s) Freq. (Hz) (Hz) (s)0 SIG1 17.7 4500-7500 3000 17.7

35.4 SIG2 17.9 4500-7500 3000 17.971.2 SIG3 17.9 4500-7500 3000 17.9107 blank 13 - - -120 end

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C Acoustic Oceanographic Buoy - version 2

C.1 Principais Caracteŕısticas Técnicas

Name AOBVersion 2Model 001 (002)Type Acoustic VLAAperture 80 m (66 m)No. sections 1 (1)No. channels 8 (16)Hydrophone depths (m)

model 001 10,15,55,60,65,70,75,80model 002 hyd 1 at 6 m, spacing 4m

Frequency band 0 - 25 kHzSampling frequency 60 kHz (GPS synchro)AD conversion 16 bitsBit rate 7.68 (15.36) Mb/sBattery 48 AhAutonomy 11 to 13 hData storage 80 (120) GBWirelesslan 802.11bWirelesslan amp. 1 WWirelesslan antenna omni 7 dBiWeight (air/water) 41.4 / 10 KgHeight w/mast 300 cmWidth w/ float 40 cmBallast 10 Kg

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C.2 Colocação no mar e recuperação

A AOB2 é uma bóia ligeira de fácil colocação na água sobretudo quando configurada àderiva. O procedimento aconselhado não inclui a utilização de bote auxiliar por questõesde segurança para as pessoas.

1. o lançamento da cadeia de hidrofones é iniciado a partir da popa com o navio áderiva e com o vento de preferência em sentido oposto ao da corrente ou, se issonão for posśıvel, com ligeiro andamento avante de forma a manter a cadeia livre dohélice; pede-se o máximo cuidado na passagem dos hidrofones que nao devem baterna amurada ou casco do navio;

2. a AOB é preparada de forma a poder ser içada fora de borda em posição obĺıqua,através de uma grua lateral ou pelo pórtico da popa;

3. a cadeia de hidrofones de um lado e um cabo de rentenção com o flutuador mantêma bóia sob tensão de forma a evitar rotações bruscas;

4. a AOB é elevada e colocada fora de borda seja com a grua lateral seja com o pórticoe depois arreada na água; o ponto de suspensão deverá estar suficientemente acimapara quando a AOB entrar na água e adquirir a posição vertical a ponteira do mastronão bata violentamente no gancho da grua;

5. o gato deve ser largado rapidamente e deixado correr o cabo flutuante com o flutu-ador adicional (cerca de 30 m).

Na fase de recuperação aconselham-se as seguintes fases:

1. o navio deverá aproximar-se da bóia de forma a que o cabo flutuante possa serapanhado a partir de bordo com uma fateixa ou croque.

2. depois de recuperado o cabo flutuante este é levado até à popa e puxado para bordoaté apanhar o olhal do cabo para suspensão na grua ou pórtico; a distância entreeste olhal e a bóia deverá ter sido calculado de forma a que possa cobrir a distânciaentre a bóia e a amurada/gato da grua para engate neste. Este cabo deverá ter sidopreso com fita cola no cabo flutuante de forma a facilitar a sua recuperação.

3. depois de engatado o cabo no gato da grua, a AOB é içada e trazida para bordo,orientada por um lado pelo cabo flutuante já a bordo e por outro pela cadeia dehidrofonos ainda na água;

4. a cadeia de hidrofones é então recuperada pela popa tendo o mesmo cuidado comos hidrofones que durante o lançamento.

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